鲻形目鱼类Hypoatherina tsurugae卵巢分化过程中scp3基因的表达模式及其在性别决定中的分子机制

本研究针对鲻形目鱼类Hypoatherina tsurugae性别分化的分子机制展开，通过克隆scp3基因并分析其表达模式，发现该基因在雌性(amhy-)早期性腺分化阶段(0-10周)高表达，与卵巢发育显著相关。研究揭示了scp3在鱼类性别决定中的保守性及其作为卵巢分化标记的潜力，为单性育种技术提供了理论依据。

　　

在鱼类性别决定机制研究中，环境与遗传因素的交织作用一直是科学界关注的焦点。鲻形目鱼类Hypoatherina tsurugae作为兼具遗传性别决定(GSD)和温度依赖性性别决定(TSD)特性的模式生物，其性别分化过程蕴含着复杂的分子调控网络。尽管先前研究发现amhy基因在该物种雄性决定中起关键作用，但雌性发育的分子标记仍不明确。东京海洋大学的研究团队在《Journal of Genetic Engineering and Biotechnology》发表的研究，首次系统揭示了减数分裂关键基因scp3（synaptonemal complex protein 3）在H. tsurugae卵巢分化中的动态表达特征。

研究采用多学科技术手段：通过RACE技术克隆获得978 bp的scp3全长cDNA；利用qRT-PCR定量分析0-10周龄幼虫性腺中基因表达时序；结合组织学观察明确性别分化关键窗口期；采用最大似然法构建50种鱼类的系统发育树；应用Phyre2软件预测SYCP3蛋白二级结构。

研究结果显示，scp3基因编码240个氨基酸的SYCP3蛋白，与彩虹鱼Melanotaenia boesemani的序列相似性达94.14%。系统发育分析证实该基因在鲻形目内高度保守。表达谱分析揭示scp3在雌性(amhy-)个体中持续高表达，峰值出现在性腺分化关键期6周龄，此时组织学可见初级卵母细胞形成。相比之下，雄性(amhy+)表达量显著偏低。遗传距离计算显示H. tsurugae与鲟形目代表种Acipenser ruthenus的进化距离为0.428，印证了该基因在硬骨鱼类中的古老起源。

讨论部分指出，scp3在H. tsurugae中的雌性偏向表达模式与比目鱼Paralichthys olivaceus等物种报道一致，但与斑马鱼等以精巢高表达为特征的物种形成鲜明对比。这种差异可能反映物种特异的性别决定策略。值得注意的是，scp3与芳香酶基因Cyp19a1a等雌性标志基因可能形成协同调控网络，其表达时序与先前发现的amhy雄性决定基因表达窗口相互衔接，共同构成性别分化的分子开关。

该研究不仅填补了鲻形目鱼类性别决定分子机制的认知空白，更为水产单性育种提供了双基因标记体系(amhy/scp3)。在全球变暖可能扰动自然性别比例的背景下，对温度敏感基因如scp3的深入研究，将有助于预测和应对气候变化对鱼类种群结构的潜在影响。未来需通过转基因或基因编辑技术进一步验证scp3在性别决定通路中的精确作用位点，为性别控制育种提供更精准的分子靶点。